Otimização multiobjetivo do despacho térmico para sistemas integrados de energia considerando diferentes patamares da carga complementar
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Date
2022-11-28Primeiro membro da banca
Knak Neto, Nelson
Segundo membro da banca
Garcia, Vinícius Jacques
Terceiro membro da banca
Santos, Moises Machado
Quarto membro da banca
Pereira, Paulo Ricardo da Silva
Metadata
Show full item recordAbstract
A complexidade dos sistemas integrados de energia, com carga e geração centralizada, geralmente são resultantes de sua operação, coordenação e do planejamento. Além disso, os sistemas de energia com diferentes fontes para a geração necessitam de estimativas do quanto podem usufruir de cada fonte de energia, para se precaver com reservas e manter o sistema em operação ininterrupta, confiável e dentro dos limites de segurança. No entanto, com a necessidade de descarbonizar os sistemas de energia no que diz respeito a matriz elétrica, há a transição onde os recursos energéticos de base renovável estão em plena expansão, mas que na sua grande maioria possuem as características de serem intermitentes e estocásticos. Diante disto, as fontes de energias complementares com geração controlável, geralmente provindo de recursos energéticos de natureza fóssil, tornam-se necessárias para acomodar as inconstâncias de geração de energia das fontes renováveis intermitentes, também para complementar as solicitações da demanda de carga perante indisponibilidade das demais fontes de energia. Para isso, os sistemas com diferentes fontes para geração de energia elétrica necessitam de ferramentas para a otimização do despacho das fontes de energia controláveis, assim como para a avaliação e adequação dos sistemas frente as variações sazonais da geração de energia e da demanda de carga. Portanto, este trabalho tem por objetivo desenvolver um modelo de otimização multiobjetivo do despacho térmico de curto prazo, seguindo pelas restrições de capacidade das Usinas Termelétricas (UTEs) e com base no custo mínimo, pelo modelo Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-III (NSGA-III). Para alcançar o objetivo proposto, foi necessário realizar a adequação do sistema com o ajuste da geração de energia de base, oriunda de energias renováveis. Para isso, foi desenvolvido um método de ajuste dos dados de energia de base para reduzir as rampas de energia complementar, restringindo-se ao limite de potência térmica flexível. Em seguida foi realizado a complementação por energia térmica, aplicando o modelo NSGA-III para obtenção dos melhores arranjos do despacho térmico, considerando os patamares de carga complementar de base, intermediária e de ponta, observando os limites de capacidade e o custo mínimo. Adicionalmente, foi proposto um limite superior de energia reserva, como forma de precaução para emergências. Com isso, a partir do arranjo de menor custo, foi realizado o escalonamento do despacho térmico, considerando o atendimento integral da carga complementar do sistema. Os resultados obtidos reduziram a ociosidade das UTEs, maximizaram o despacho térmico das fontes renováveis, e ainda viabilizam a flexibilidade operativa do sistema. Assim, este trabalho possibilita a otimização do despacho térmico no curto prazo, e pode também auxiliar nos estudos de planejamento dos sistemas de multienergia.
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